一、设计目的
提高垃圾分类效率
1. 快速处理大量垃圾：随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高，垃圾产生量不断增加。智能垃圾分拣机能够快速、准确地对大量垃圾进行分类，提高垃圾处理的效率。
2. 减少人工分拣的工作量：传统的垃圾分拣主要依靠人工进行，不仅劳动强度大，而且效率低下。智能垃圾分拣机可以自动完成垃圾的分类工作，大大减轻了人工分拣的负担。
实现精准分类
1. 提高分类准确率：智能垃圾分拣机采用先进的传感技术和图像处理技术，能够对垃圾进行精准识别和分类。相比人工分拣，其分类准确率更高，可以更好地实现垃圾的资源化利用。
2. 分类更加细致：智能垃圾分拣机可以根据不同的垃圾类型进行更加细致的分类，例如将可回收物分为纸张、塑料、金属等不同类别，为后续的资源回收处理提供更加便利的条件。
促进资源回收利用
1. 提高可回收物的回收率：通过对垃圾进行精准分类，智能垃圾分拣机可以将可回收物从垃圾中分离出来，提高可回收物的回收率。这有助于减少对自然资源的依赖，实现资源的可持续利用。
2. 降低垃圾处理成本：将可回收物进行回收利用，可以减少垃圾的填埋量和焚烧量，降低垃圾处理的成本。同时，回收利用可回收物还可以创造一定的经济效益。
二、工作原理
1.斜坡上料：整体的传动是靠电机带动主轴，主轴靠摩擦力带动特种皮带传动
2.粉碎机：刀之间内部空隙非常小，可以做到将垃圾全面破碎，破碎后的垃圾由底部输出，进入下一工序。
3.滚筒筛分机：对垃圾进行分拣，靠垃圾破碎后具体的大小和重量以及密度来分辩可回收垃圾与不可回收垃圾 。
4.光选机：又称光学影像筛选机就是采用 CCD 照相机将被检测的目标转换成图像信号
5.细粉碎机：垃圾经过筛机筛选完成后，还需要进一步破碎，将垃圾破碎成颗粒状
6.轻质分离机：整体是由吸收管道、风机箱体、出口等组成，会将轻质不可回收垃圾靠吸力吸进风机箱体，最终从出口处输出进入下一工序。
7.打包机：打包机位于可回收系统与不可回收系统的最后一道工序靠两个油缸的挤压，最终将垃圾压缩成方块体，完成垃圾的打包处理。
三、创新点
1.滚筒筛分机设计
滚筒筛分机是负责将破碎后的垃圾进行初次分类，它的分类原理是靠垃圾破碎后具
体的大小和重量以及密度，可回收垃圾诸如塑料、报纸、布料等破碎后较轻密度较小的
物质能够筛分成一类，不可回收垃圾诸如厨房垃圾剩饭剩菜、废弃电池、有毒漆料等破
碎后较重密度较大的物质能够筛分成一类，但是要注意这只是初步筛选，并没有完全将
垃圾进行彻底分类。滚筒筛分机总体的设计如图 2.3 滚筒筛分机总体示意图所示，滚筒
筛分机总体是由斜坡输送、筛分主体、水平输送装置等组成，筛分机主体由滚筒筛分机
前视图和后视图所示，是由滚筒筛网；滚动轮胎；电机减速器；链传动组；侧部固定轮
胎等装置组成，电机减速器带动链传动组带动滚筒筛网的转动，滚筒筛网内部设有孔洞， 由于整体有一个斜度，在高速旋转之中，轻物质能够通过滚筒离心力通过筛网，重物质 则通过孔洞穿过筛网进入下端；滚筒由滚动轮胎支撑旋转，滚动轮胎固定在端坐轴承上， 这样就将滚筒的重力转化为了带动轮胎旋转所需要的摩擦力，大大减小了整体扭矩，节 省了经济成本；滚筒侧部有滚动轮胎对整体进行固定，保证整体在高速旋转时的稳定性
2.可回收物系统设计
垃圾经过滚筒筛分机的初次筛选，已经初步将垃圾分为可回收垃圾和不可回收垃圾，
但是只是粗糙的分类，还需要具体将垃圾分类，并且分类完成之后，将垃圾打包，将可
回收垃圾和不可回收垃圾堆在一起待处理。整体可回收系统如图 2.5 所示，整体是由输
送 1、输送 2、光选机、输送 3、细破碎机、输送 4、打包机等组成。初步分类的可回收 垃圾，经过输送 1 进入光选机，光选机会具体对垃圾进行二次分类，分类出的不可回收 垃圾会由输送 2 运送到不可回收系统处理，分类出的可回收垃圾由输送 3 运送到细破碎 机，细破碎机将垃圾进一步破碎，使垃圾更加细化，处理好的可回收垃圾由输送 4 运至 打包机打包，打包机将垃圾打包成块装，由叉车将其码垛成堆。
3.光选机
光选机又称光学影像筛选机就是采用 CCD 照相机将被检测的目标转换成图像信号，
根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行
各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他
条件输出结果，由此实现自动检测识别功能[16]。垃圾经过初次分类后，内部垃圾诸如玻 璃、金属等对光学的反光亮度不同，根据这个特点，光选机将垃圾再具体分类为可回收 垃圾和不可回收垃圾。光选机总体是由电机减速器、料斗、皮带、控制开关、摄像机及 8电脑组、垃圾仓等组成，初次分类的垃圾进入料斗，料斗放置在输送线皮带上，皮带靠 电机减速器带动循环旋转行走，将垃圾运送到摄像机及电脑组，这里机构较为复杂，市 场有现成的设备，不再具体设计，摄像机及电脑组将分类的垃圾运送进入到垃圾仓，垃 仓有右部和下部两个出口，将二次分类出的不可回收垃圾由下口输出，可回收垃圾由 右口输出，将可回收垃圾运送至下一工位。
四、建模展示五、未来展望
1. 技术发展层面：
- 智能化程度不断提高：未来，智能垃圾分拣机将进一步集成先进的人工智能算法和机器学习技术，对复杂垃圾流的识别能力会更强，能够快速准确地分辨各种垃圾的材质、形状、大小等特征，并且具备更强的自我学习能力，可以适应不断变化的垃圾分类标准和垃圾特性。例如，能够自动识别新型垃圾材料或复杂混合垃圾中的各种成分，提高分拣的精准度和效率。
- 多技术融合创新：除了人工智能和机器学习，智能垃圾分拣机还会与其他先进技术如物联网、大数据、云计算等深度融合。通过物联网技术，分拣机可以实现与垃圾收集、运输、处理等其他环节的设备和系统的互联互通，实时传输数据，便于对整个垃圾处理流程进行监控和管理。大数据和云计算技术则可以对大量的垃圾分拣数据进行分析和处理，为优化分拣策略、提高资源回收利用率提供依据。
- 传感器技术升级：传感器是智能垃圾分拣机的关键部件之一，未来传感器的精度、灵敏度和可靠性将不断提高。例如，高分辨率的光学传感器、高精度的重量传感器、能够检测更多物质成分的光谱传感器等将被广泛应用，使分拣机能够更准确地获取垃圾的信息，从而实现更精细的分拣。
2. 设备性能层面：
- 处理效率提升：随着技术的进步和设备的不断优化，智能垃圾分拣机的处理速度将不断加快，能够在单位时间内处理更多的垃圾。同时，设备的稳定性和可靠性也会增强，减少故障发生的频率，保证垃圾分拣工作的连续性和高效性。
- 小型化与便携化：为了满足更多场景的需求，智能垃圾分拣机将朝着小型化和便携化的方向发展。小型化的分拣机可以方便地安装在社区、学校、商场、办公楼等场所，实现源头分类，减少垃圾运输成本和二次污染。此外，一些便携式的智能垃圾分拣设备还可以应用于户外垃圾清理、临时垃圾处理等场景。
- 低能耗与环保设计：在能源消耗方面，未来的智能垃圾分拣机将采用更加节能的设计和技术，降低设备运行的能耗。同时，在设备的制造材料和工艺上，也会更加注重环保和可持续性，例如使用可回收材料、减少有害物质的使用等，以降低设备对环境的影响。
3. 应用范围层面：
- 应用场景多样化：除了城市生活垃圾处理，智能垃圾分拣机将在更多的领域得到应用，如工业垃圾处理、建筑垃圾处理、电子垃圾处理等。对于不同类型的垃圾，分拣机将根据其特点和处理要求进行定制化设计和优化，提高垃圾的回收利用率和处理效果。
- 全球市场推广：随着全球对环境保护的重视程度不断提高，智能垃圾分拣机将在更多的国家和地区得到推广和应用。尤其是在发展中国家，随着经济的发展和环保意识的增强，对高效的垃圾处理设备的需求将会不断增加，为智能垃圾分拣机的市场拓展提供了广阔的空间。
4. 产业协同层面：
- 产业链完善：智能垃圾分拣机的发展将带动相关产业链的完善，包括设备制造、零部件供应、技术研发、售后服务等环节。各环节之间的协同合作将更加紧密，形成一个完整的产业生态系统，推动智能垃圾分拣机产业的健康发展。
- 与其他环保产业协同发展：智能垃圾分拣机将与其他环保产业如垃圾焚烧、垃圾填埋、资源回收利用等产业协同发展。通过与这些产业的结合，可以实现垃圾的多元化处理和资源的最大化利用，提高整个垃圾处理行业的效率和效益。
